CN1308572A - 制备中密度纤维板的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制备低密度、中密度和高密度纤维板的方法,其中,碎木屑软化后磨成纤维,借助蒸汽压力经鼓风线送入管式干燥器,干燥之后供给撒布机或类似设备。为降低胶粘剂的消耗,管式干燥器的端部作为胶粘剂的润湿区,该区域中管式干燥器的流动横截面变大,纤维混合物的传输速率由此降低,产生湍流流动,并喷入另外的空气来强化这种湍流,与此同时,在润湿区的中央处沿其轴向喷入胶粘剂,该湿润区的长度比其直径大约5－10倍。
Description
本发明涉及一种通过热压由粘合的纤维制成的纤维板制备低密度、中密度或高密度纤维板的方法，其中用蒸汽过压软化碎木屑，然后磨成纤维，再借助蒸汽压力将所得纤维通过鼓风线(Blow-line)送入管式干燥器，干燥之后导入撒布机或类似设备。
通常将脱皮的木材和/或生长了一年的植物粉碎成碎木屑，然后进行筛分和清洗，使之净化。净化后的碎木屑经加料漏斗和填充螺旋输送机(Stopfschnecke)进入蒸煮器，用蒸汽过压进行软化处理。软化后的碎木屑经另一螺旋输送机进入球磨机(Scheibenrefiner)，并在此磨成纤维。之后，所得纤维借助蒸汽压力经鼓风线进入管式干燥器，在此处进行旋风分离，进入筛分机，然后到达撒布机前的纤维仓中。此处，在纤维混合物干燥前将胶粘剂喷入鼓风线。撒布机在传输带上形成连续的纤维软垫；低温预压实后进行热压，压制成纤维板带。
在制备中密度纤维板时，存在问题之处是纤维的粘合。起初，粘合是在槽式混料器中进行，但易导致纤维结块和缠结，因而产生不均匀的纤维粘结，尤其是在板的表面上形成不受欢迎的胶粘剂斑点。
采用鼓风线粘合法可以克服这一缺点。目前一般采用这一技术。在该技术中，胶粘剂由研磨机后面的管式干燥器入口区端部的鼓风管喷洒到纤维物流上。仍然是热且潮湿的纤维被粘合，随后才进行首次的干燥。
这一通常采用的粘合方法有缺点，而且胶粘剂的消耗量高，胶粘剂约占纤维量的12-15％。而在槽式粘合中胶粘剂的消耗量约为10-11％。尽管进行了大量的研究，但胶粘剂消耗量高的原因仍未得到完全清楚的解释。
采用鼓风线粘合的方法还存在着鼓风管被堵塞的危险。为了解决这些问题，进行了大量的实验，也提出了一些解决办法(如DE 4122 842C2)。在这些办法中，有的建议直接在鼓风管的纤维出口处喷洒胶粘剂，或者在纤维于管式干燥器干燥之前，在分离器的纤维混合物入口处喷洒胶粘剂。而另外一个建议则是在鼓风管的出口区设一鼓风管的套管，并由此鼓入空气。这样会使鼓风管的表面冷却下来，在管的内表面处形成冷凝物，从而避免了纤维的沉积。还有推荐使用逐渐变窄的鼓风管端部，以避免纤维沉积。德温特出版物AN060 276和SU-A-1 021 629的建议是，在分离器中于鼓风管端部和干燥器入口之间喷入胶粘剂。按照WO 89/05 716，胶粘剂也可以在两段干燥器的段间加入。
为了降低不希望的胶粘剂的预硬化，可以加入碱进行缓冲，但必需对希望的pH值和其缓冲能力进行绝对的控制。此外，还要加入气态的酚醛树脂，再用甲醛和氨进行后处理，这既不经济，工业上也难以实现。其加工成本太高，与鼓风线粘合法相比，一点也显示不出节省胶粘剂的优点来。
为了降低胶粘剂的消耗，建议对胶粘剂进行稀释，其固形物含量可在35-45％之间。据称，这样作可以使得胶粘剂分散较好，预硬化也较低，因为水的汽化使得纤维冷却。然而这一建议在实践中也未显示出良好的结果来。
不过，比较一致的看法是，胶粘剂总会导致形成又湿又热的纤维；因而例如由预硬化、水解以及干燥器中纤维结块而引起的胶粘剂的损耗，似乎是不可避免的。
EP 0 728 562 A2中公开了一种由木纤维制备木工板或者如中密度板的方法。该申请中，已预备好的纤维首先进入干燥器；由此处经空气传输，导入纤维仓中；测量该处湿度，输出的信号用于控制干燥器。从纤维仓中将纤维导入传输管道中，在其到达润湿区之前，进行质量测定。在润湿区，至少设置一个胶粘喷嘴，它与高压泵相连，把胶粘剂喷入到传输管道中。胶粘之后，粘合的纤维经过一个筛分机，接着导入气动控制的撒布槽中，进行成形处理；此处，粘合的纤维撒布成软垫，然后压制成板。在润湿区前，上述的传输管道变窄，即沿传输方向其直径变小，这与文丘里喷嘴相匹配。上述的直径在扩散段中的变化是，首先沿流动方向凸起扩大，接着在此扩大之后是变小，变为小的直径，该小的直径与传输管道最初的直径相对应。在横截面变大的那部分扩散段中，沿其周边均匀地分布有多个胶粘剂喷嘴，从其旁边流过的纤维被喷出的胶粘剂雾所润湿。为了得到尽可能均匀的润湿，每个胶粘剂喷嘴的喷雾栓及其分布总是按传输管道水平伸展的中间轴来设置的。粘合可以在室温下进行，或者也可以在温度低于100℃的预热的空气流中进行，优选的温度是50-70℃，以便将尽可能多的热能带到撒布形成的纤维软垫中。
本发明的目的也是降低生产中密度纤维板时的胶粘剂消耗。
以开头所述的方法为前提，按照本发明上述的目的是如下实现的：管式干燥器的端部作为胶粘剂的润湿区，在该区域中，由于管式干燥器的流动横截面变大，纤维混合物的传输速率降低，这样就产生了湍流流动，而且可以通过喷入另外的空气来强化这种湍动；在喷入该空气的同时，于润湿区中央处沿轴向喷入胶粘剂，该湿润区的轴向长度约为其直径的5-10倍。
合适的是，喷入的空气围绕喷入的胶粘剂成环形，而且优选采用相同的角度。
本发明中采用管式干燥器粘合，代替了目前流行的、广泛使用的鼓风线粘合，由此克服了目前工艺中存在的缺点。按照本发明，将已经干燥而且深冷的纤维在管式干燥器的端部进行粘合，可以避免胶粘剂在管式干燥器中的预硬化以及水解所致的分解。通过借助喷入另外的空气而产生的较强湍流流动，可以保证物流中胶粘剂的均匀分布；通过所说的在润湿区轴向喷入胶粘剂，可以避免管壁被润湿、管内壁上的粘附以及压制成的纤维板表面上的斑点。通过这种所说的在胶粘剂喷入的周围环形喷入空气，还可实现其它的优点。
为了得到所希望的较高的湍动，比较有利的方式是，纤维混合物在粘合润湿区的传输速率比其在干燥区的传输速率降低约100％-300％。
在鼓风管中，湿且热的纤维的温度约为160-170℃，速率约为100m/s，停留时间约为0.1-0.3秒。在传统的方法中，干燥器入口温度约为180℃，干燥器出口温度约为65℃，纤维混合物要在其中干燥4-6秒，残余的湿度为10-12％。但按照本发明，干燥后纤维的湿度要比鼓风线粘合法中的低，因为粘合会使纤维的湿度升高，而从技术的角度看，粘合后纤维的最终湿度不允许超过10-12％。所以在本发明中，经过干燥，纤维混合物的湿度要降低到20％以下，优选2-10％，以使得粘合后纤维混合物的最终湿度小于30％，优选8-12％。只要干燥器出口温度较高，那么就需要避免胶粘剂的预硬化，可以直接在胶粘剂喷入(通过一个或多个喷嘴)之前和/或之后以及当中，将纤维混合物的温度冷却至50-70℃。这一冷却最好按如下方式进行：控制为喷入胶粘剂而使用的雾化空气和/或胶粘剂本身的温度，比较有利的是，将润湿区中纤维混合物的温度以及所喷入的胶粘剂的温度控制在50-70℃，优选约60℃。另外，从这种意义上看，为强化湍动而另外喷入的空气也要调温和/或调节湿度。
粘合后的纤维混合物在一连接在干燥器之后的旋风分离器中，与其传输空气分离开，该旋风分离器可以直接连接在润湿区的端部。
所有的有机粘结剂均可用作胶粘剂，如脲醛树脂、MUF树脂、MUPF树脂、MIUPF树脂、酚醛树脂、单宁胶树脂以及PMDI粘合剂。采用鼓风线粘合法的中密度纤维板生产装置可以毫无问题地改建为本发明的管式干燥器粘合法的装置，因为只需更换调制的管式干燥器的端部即可。此处，要接入的管段必须配有喷嘴环。鼓风线粘合法装置上已有的控制调节单元可以继续使用。
与鼓风线粘合法相比，管式干燥器粘合法能够显著地降低生产成本，生产高质量的中密度纤维板。生产中密度纤维板时胶粘剂的成本约占生产成本的19％(无折旧和利息)，是其第二重要的成本因素。对于年生产能力为250,000m3的装置，胶粘剂消耗的降低，纤维量中的固体树脂每降低1％，就会节省150万马克。与常规的方法相比，采用本发明的管式干燥器粘合法，可以节省33％的胶粘剂。对于使用合成树脂胶粘剂来说，这不仅具有经济价值，而且具有生态意义，因为这样可以节省自然资源，改善原材料的生态平衡。
Claims (8)
1、一种通过热压由粘合的纤维制成的纤维板制备低密度、中密度和高密度纤维板的方法，其中，碎木屑用蒸汽过压进行软化，然后磨成纤维，再借助蒸汽压力通过鼓风线送入管式干燥器，干燥之后供给撒布机或类似设备，其特征在于，管式干燥器的端部作为胶粘剂的润湿区，该区域中管式干燥器的流动横截面变大，纤维混合物的传输速率由此降低，产生湍流流动，并喷入另外的空气来强化这种湍流，与此同时，在润湿区的中央处沿其轴向喷入胶粘剂，该湿润区的长度约为直径的5-10倍。
2、权利要求1所述的方法，其特征在于，空气的喷入围绕胶粘剂的喷入成环形，而且优选采用同样的角度。
3、权利要求1或2所述的方法，其特征在于，胶粘剂润湿区内纤维混合物的传输速率比干燥区内的传输速率减少约100％-300％。
4、权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，将为喷入胶粘剂而使用的雾化空气和/或胶粘剂本身进行温度调控。
5、前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，将润湿区的纤维混合物及喷入的胶粘剂的温度控制在约50℃-70℃，优选为约60℃。
6、前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，将为提高湍流程度而另外喷入的空气的温度和/或湿度进行调控。
7、前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，干燥后纤维混合物的湿度降低到20％以下，优选为2-10％，胶粘后纤维混合物的最终湿度小于30％，优选为8-12％。
8、前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，胶粘后的纤维混合物通过连接在管式干燥器后的旋风分离器与其传输空气分离开。
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |